1、15.4探究探究焦耳焦耳定律定律 电炉和白炽灯灯泡通电都会产生热。通常我们用电，其实用的就是电的这种作用。各式各样的家用电器各式各样的家用电器如图如图,你能解释下面问题吗？你能解释下面问题吗？ 电炉丝接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝电炉丝接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么串联的导线却几乎不发热。这是为什么?问题2：为什么并联接在家庭电路中的灯泡，为什么并联接在家庭电路中的灯泡，100W的的要比要比15W的亮得多？的亮得多？电流的热效应n n电流流过导体时，导体就要电流流过导体时，导体就要发热发热，这种现，这种现象叫做象叫做电流的热效应电流的热效应
2、。n n那么，电流的热效应跟导体的电阻到底有那么，电流的热效应跟导体的电阻到底有怎样的关系呢？是正比还是反比呢？怎样的关系呢？是正比还是反比呢？探究电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关猜测猜测猜测猜测电流通过电热器产生的热量与许多因素电流通过电热器产生的热量与许多因素有关有关电阻电阻R、电流电流I、通电时间通电时间t实验方法实验方法 控制变量法控制变量法 可以控制其他变量不变，先研究电热器发可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与出热量与电阻电阻R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电流电流I的关系，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t的关系的关系。 观察电热的方法： 电阻丝通
3、电发热，便将热量传递给煤油，煤油的温度电阻丝通电发热，便将热量传递给煤油，煤油的温度就会上升。因为两只容器中的煤油质量相等，比热容也相就会上升。因为两只容器中的煤油质量相等，比热容也相同，所以煤油温度升的越高，自然吸收的热量就多了。同，所以煤油温度升的越高，自然吸收的热量就多了。 电热丝发热使煤油温升和膨胀电热丝发热使煤油温升和膨胀(1)研究电流一定时，电流的热效应与导体的研究电流一定时，电流的热效应与导体的电阻关系电阻关系n设计实验设计实验AR1R2甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。当通电时间、电流相同时，
4、电阻越大电流产生的热量越多。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。实 验 现 象 记 录 表：控制条件（控制条件（控制条件（控制条件（ R R R R1 1 1 1 R R R R2 2 2 2 ）电阻电阻电阻电阻R R R R1 1 1 1
5、发发发发 热热热热电阻电阻电阻电阻R R R R2 2 2 2发发发发 热热热热1 1 1 1电流相同电流相同电流相同电流相同通电时间相同通电时间相同通电时间相同通电时间相同2 2 2 2电阻相同电阻相同电阻相同电阻相同通电时间相同通电时间相同通电时间相同通电时间相同3 3 3 3电流相同电流相同电流相同电流相同电电电电 阻阻阻阻 相相相相 同同同同实验结论实验结论实验结论实验结论较较 多多较少较少电流大的发热多电流大的发热多时间长的发热多时间长的发热多电流通过导体产生的电流通过导体产生的热量热量，随导体，随导体中的中的电流电流的增大而增大，随导体的的增大而增大，随导体的电阻电阻的增大而增大，
6、随通电的增大而增大，随通电时间时间的的增加而增加。增加而增加。焦耳定律：焦耳定律： 电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。正比。公式公式：Q=IQ=I2 2RtRt公式中的物理量的单位分别是：公式中的物理量的单位分别是：IAIA，RR，tStS，QJQJ电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系） 在在电电热热器器电电路路 (只只有有电电阻阻的的电电路路 )中中 ：（ 电电 能能 几几 乎乎 全全 部部 转转 化化 为为 内内 能能 ） W = Q （W=
7、 UIt） =（Q=I2Rt） 在其他电路中：（如电流通过电动机做在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）功时，大部分电能转化为机械能） W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 活动活动2：电流的热效应跟电阻的关系：电流的热效应跟电阻的关系1.1.在在在在串联串联串联串联电路中，电路中，电路中，电路中，由由由由P=UI U=IR,P=UI U=IR,可以得出可以得出可以得出可以得出 P=P=I I I I2 2 2 2R R R R 这个式子表明：电流相等时，在一定时内，这个式子表明：电流相等时，在一定时内，这个式子表明：电流相等时，在一定时内，这个式子表明：电流相
8、等时，在一定时内，导体产生的热量跟电阻成导体产生的热量跟电阻成导体产生的热量跟电阻成导体产生的热量跟电阻成正比正比正比正比 2.2.在在在在并联并联并联并联电路中，电路中，电路中，电路中，由由由由P=UI I=U/R,P=UI I=U/R,可以得出可以得出可以得出可以得出这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成跟电阻成跟电阻成跟电阻成反比反比反比反比饮水机饮水机电暖气电暖气电热油汀电热油汀“热得快热得快”电炉电炉
9、电流热效应的应用与控制：（利用）电流热效应的应用与控制：（利用）电热器一般主要由电阻构成电热器一般主要由电阻构成 电热毯电热毯电流热效应的控制（防护）电流热效应的控制（防护） 上面这些东西里都装有散热装置，你知道它上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？热措施？安装了什么样的散热装置？散热窗、散热片、散热小风扇散热窗、散热片、散热小风扇散热窗散热窗散热窗散热窗散热片散热片散热片散热片散热风扇散热风扇散热风扇散热风扇 我们知道我们知道P=I2R， 电炉丝接入电路中时，电炉丝热得电炉丝
10、接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么发热。这是为什么? ? 问题问题1：因为电炉丝与导线是因为电炉丝与导线是串联串联，根据，根据P=I2R可知：可知：通过电炉丝和导线的通过电炉丝和导线的电流相等，电炉丝比导电流相等，电炉丝比导线电阻大，所以电炉丝产生的热量多线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。因此因此电炉丝热得发红，而导线不热。电炉丝热得发红，而导线不热。 为什么并联接在家庭电路中的灯泡，为什么并联接在家庭电路中的灯泡，100W100W的要比的要比15W15W的亮得多？的亮得多？ 问题问题2： 我们知道我们知道 因为两灯泡是并联，根据因为两灯泡是并联，根据 可知：灯可知：灯泡两端的泡两端的电压相等，电压相等，100W的灯泡比的灯泡比15W的灯的灯泡电阻小，所以泡电阻小，所以100W的灯泡产生的热量多的灯泡产生的热量多。因此因此100W比比15W灯泡更亮。灯泡更亮。
